JP3150228B2

JP3150228B2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP3150228B2
Application number: JP13538593A
Authority: JP
Inventors: 豊青木; 靖之小西; 卓小松
Original assignee: パロマ工業株式会社
Priority date: 1993-05-12
Filing date: 1993-05-12
Publication date: 2001-03-26
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: JPH06323513A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料過剰混合気（濃混合
気）と空気過剰混合気（淡混合気）とを同時に燃焼させ
て窒素酸化物（ＮＯX ）の生成を抑制する、いわゆる濃
淡燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、低ＮＯX を図る燃焼装置の一
つとして濃淡燃焼装置が知られている。この装置は、複
数の炎口のいくつかから空気比（理論空気量に対する実
際の空気量の比）の低い濃混合気を、他の炎口から空気
比の高い淡混合気をそれぞれ同時に噴出して燃焼させる
ものである。

【０００３】例えば、図５に示すように、濃混合気を噴
出する濃側バーナＲＢと淡混合気を噴出する淡側バーナ
ＬＢとを交互に一列に並べ同時に燃焼させる濃淡燃焼装
置が提案されている。この場合、濃側バーナＲＢの濃側
炎口ＲＨからの炎（以下、濃火炎と呼ぶ）の基部では酸
素不足となり、上方では淡側バーナＬＢの淡側炎口ＬＨ
からの炎（以下、淡火炎と呼ぶ）の排ガスにより酸素不
足となり、ＮＯX の生成が抑制される。一方、淡側炎口
ＬＨからの淡火炎は、燃料ガスが希薄なため火炎温度が
低下してＮＯX の生成が抑制され、これらの相乗的効果
によって全体としての低ＮＯX が図られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、淡混合
気を作るためには淡側バーナＬＢのスロートＬＳ（燃料
ガスおよび燃焼用空気の導入部）の口径を非常に大きく
しなければならない。例えば、淡側バーナＬＢのインプ
ットを濃側バーナＲＢと同じとし、空気比をそれぞれ
２．７（淡混合気），０．３（濃混合気）とした場合に
は、所望の空気量を得るために淡側バーナＬＢのスロー
トＬＳの開口面積を濃側バーナＲＢのスロートＲＳの９
倍にしなければならない。また、スロートＬＳだけでな
く淡側バーナＬＢ自身も大型化しなければならない。し
かも、単に大型にしただけでは混合状態が悪化してしま
う。淡混合気の混合状態が不良の場合には、濃い部分で
は逆火を生じ、薄い部分では燃焼速度が遅いため燃焼が
完結せず未燃焼ガスが排出されてしまうといった不具合
を生じる。このように、従来から提案されていた燃焼装
置では、図５に示すような構成のままで実際に濃淡燃焼
を行おうとしても不可能に近く、ましてや淡側の空気比
を高くとることはできないのである。本発明の燃焼装置
は上記課題を解決し、濃淡燃焼に伴う装置の大型化を抑
えると共に、淡混合気の混合を良好にすることを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の燃焼装置は、燃料ガスと燃焼用空気との混合気を噴
出する濃側炎口と、上記濃側炎口に隣接して設けられ、
上記混合気より空気比の高い淡混合気を噴出する淡側炎
口とを備え、両炎口から噴出する混合気を燃焼させる燃
焼装置において、上記淡側炎口への混合気流路には、そ
の上流側から、燃料ガスと燃焼用空気とを混合する第１
混合部と、上記第１混合部で混合された混合気に更に上
記淡側炎口方向へ送られる燃焼用空気を混合して空気比
の高い淡混合気にする第２混合部とが設けられると共
に、上記第１混合部から上記第２混合部への混合気の吐
出口は、上記第１混合部の燃料ガスと燃焼用空気との吸
入口よりも、上記燃焼用空気の上流方向に設けられてい
ることを要旨とする。

【０００６】

【作用】上記構成を有する本発明の燃焼装置は、濃側炎
口から濃混合気が、淡側炎口から淡混合気がそれぞれ噴
出して燃焼するが、淡側炎口から噴出する淡混合気は以
下のように作られる。つまり、最初に第１混合部で燃料
ガスと燃焼用空気とを混合し、次に、第２混合部でこの
混合気に更に燃焼用空気を混合して淡混合気にする。こ
のとき、第１混合部で混合される混合気は、淡側炎口か
ら遠ざかる方向（燃焼用空気の上流方向）に送られてか
ら燃焼用空気と混合されるため、混合距離が十分に確保
される。従って、淡混合気流路を大型化することなく２
回にわたる混合希釈で淡混合気の混合状態を良好にする
ことができる。

【０００７】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の燃焼装置の好適な実施例
について説明する。

【０００８】図１は、一実施例としての燃焼装置の概略
構成を表す。燃焼装置１は、複数のバーナユニット１０
を一列に並べ、その下方から燃焼用空気が供給されるよ
うに構成されている。

【０００９】バーナユニット１０は、上部に濃バーナ２
０を、下部に淡混合ユニット３０を一体にプレス成形し
て設けられる。バーナユニット１０の中央部には、濃バ
ーナ２０および淡混合ユニット３０への燃料ガス供給路
となるスロート２１，３１が平行に設けられる。各スロ
ート２１，３１には、図２に示すようにガスノズル台４
０に設けられたガスノズル４１，４２が対向して配設さ
れ、燃料ガスが噴射されると共に、それに伴って燃焼用
空気（１次空気）が吸い込まれる。尚、図中において、
実線矢印が燃料ガスの流れを、破線矢印が燃焼用空気の
流れを表す。

【００１０】濃バーナ２０においては、スロート２１の
下流側に混合室２２が一体に連設され、その頭部には複
数の炎口２３（以下、濃側炎口２３と呼ぶ）を形成した
炎口形成面２４が設けられる。混合室２２で混合された
混合気（以下、濃混合気と呼ぶ）は、この濃側炎口２３
から噴出するように構成されている。尚、本実施例では
濃混合気の空気比を０．５としている。

【００１１】一方、淡混合ユニット３０においては、ス
ロート３１が下方向に曲げられて混合室３２（以下、第
１淡混合室３２と呼ぶ）が一体に連設される。つまり、
濃バーナ２０を上下逆向きにしたように流路が形成され
る。そして、第１淡混合室３２の両側面には複数の混合
気吐出口３３が１列に形成される。従って、淡混合ユニ
ット３０のスロート３１から吸入された燃料ガスと燃焼
用空気とは、第１淡混合室３２を通過中に下方向に送ら
れて混合され混合気吐出口３３から噴出する。

【００１２】各バーナユニット１０は、図３に示すよう
に、バーナケース２内に所定間隔をあけて平行に配置さ
れて燃焼室３内に収められる。この燃焼室３の下方には
送風機（図示略）が設けられ燃焼用空気を燃焼室３内に
供給するよう構成されている。そして、バーナケース２
底面には整流板４（例えばパンチングメタル）が設けら
れ、この整流板４を通過した燃焼用空気が、バーナユニ
ット１０間を上方向に流れるようになっている。従っ
て、淡混合ユニット３０の混合気吐出口３３から噴出し
た混合気は、このバーナユニット１０間に流れる燃焼用
空気とぶつかり合って混合され、上方に送られる。こう
して、この空間で空気比の高い淡混合気が作られてバー
ナユニット１０間から上方に噴出する。つまり、このバ
ーナユニット１０間の空間５０が本発明の第２混合室と
なる。以下、この空間５０を第２淡混合室５０と呼ぶ。
本実施例では、第１淡混合室３２での空気比を濃バーナ
２０と同様に０．５とし、第２淡混合室５０での燃焼用
空気の混合により２．７に上げている。尚、第１淡混合
室３２での空気比を濃バーナ２０の空気比より若干高め
にして、２回目の空気希釈度合を少な目にしてもよい。
もちろん、各混合室２２，３２，５０の空気比はこれら
に限定するものではない。

【００１３】この結果、各濃バーナ２０の濃側炎口２３
から濃混合気が、その濃バーナ２０の炎口形成面２４の
間（淡側炎口５１となる）から淡混合気が噴出し、図示
しない点火装置により着火して濃淡燃焼が行われる。従
って、濃火炎ＦＲと淡火炎ＦＬとの接触により低ＮＯX
を図ることができる。しかも、淡混合気を作るのに、ま
ず第１淡混合室３２で燃料ガスと燃焼用空気とを混合
し、この混合気を下方（燃焼用空気の流れの上流方向）
に導いて第２淡混合室５０で更に燃焼用空気を混合する
ため、装置自体を大型化することなく混合距離を十分に
確保することができ混合状態を良好にすることができ
る。更に、濃バーナ２０と淡混合ユニット３０とが一体
形成されているため、部品点数や製造工数が低減され、
位置決めも容易である。また、濃側淡側の各スロート２
１，３１が並設されているためノズル台４０を共用する
ことができ省スペース化を図ることができる。

【００１４】また、従来の濃淡燃焼装置では、濃バーナ
の炎口が温度上昇して（燃焼用空気が少ないため）濃混
合気温度が上がって逆火を生じる不安があったが、この
装置では、濃バーナ２０の周りに第２淡混合室５０用の
混合気が流れるため、濃バーナ２０が冷却されて逆火不
安もなくなる。

【００１５】尚、濃バーナ２０への燃料ガス供給管（図
示略）と、淡混合ユニット３０への燃料ガス供給管（図
示略）とを独立して設け、それらの開閉を司る電磁弁を
燃焼量により切り換える構成にしてもよい。一般に濃淡
燃焼を行う場合には、能力（燃焼量）を小さくしたとき
に燃焼が不安定となる。そこで、能力が小の場合に、淡
混合ユニット３０への燃料供給を断ち、淡側炎口５１か
ら燃焼用空気のみを噴出させるようにして、ターンダウ
ン比の高いブンゼン燃焼を行って安定燃焼させるのであ
る。尚、こうした能力小の場合は、もともと燃焼量その
ものが小さいからＮＯX の発生量も少ないため問題とは
ならない。

【００１６】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。

【００１７】例えば、図４（Ａ）に示すように、濃バー
ナ２０と淡混合ユニット３０とを別体に設けた構成や、
同図（Ｂ）に示すように、各濃バーナ２０の間の下部に
淡混合ユニット３０を設けた構成であってもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の燃焼装置
によれば、淡混合気を作るに当たり第１混合部で燃料ガ
スと燃焼用空気とを混合しつつ、この混合気を淡側炎口
から遠ざかる方向に送りだして第２混合部で燃焼用空気
に混合しているため、２回にわたる混合希釈を行っても
混合距離を十分に確保することができ、従来の装置のよ
うにスロートや混合室等を大型にすることなく淡混合気
の混合状態を良好にすることができる。この結果、安定
した濃淡燃焼を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例としての燃焼装置の概略斜視図であ
る。

【図２】バーナユニット内での混合気の流れを表す説明
図である。

【図３】燃焼装置内での混合気の流れを表す説明図であ
る。

【図４】他の変形例を表す説明図である。

【図５】従来の燃焼装置の概略斜視図である。

【符号の説明】

１…燃焼装置、１０…バーナユニット、２０…濃バ
ーナ、２１…スロート、２２…混合室、２３…濃側
炎口、３０…淡混合ユニット、３１…スロート、３
２…第１淡混合室、３３…混合気吐出口、５０…第２
淡混合室、５１…淡側炎口。

フロントページの続き (56)参考文献特開平４−283307（ＪＰ，Ａ) 特開平４−186002（ＪＰ，Ａ) 特開平４−143507（ＪＰ，Ａ) 特開平２−54009（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23D 14/02 - 14/08 F23C 11/00 329 - 330

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料ガスと燃焼用空気との混合気を噴出
する濃側炎口と、上記濃側炎口に隣接して設けられ、上記混合気より空気
比の高い淡混合気を噴出する淡側炎口とを備え、両炎口
から噴出する混合気を燃焼させる燃焼装置において、上記淡側炎口への混合気流路には、その上流側から、燃
料ガスと燃焼用空気とを混合する第１混合部と、上記第
１混合部で混合された混合気に更に上記淡側炎口方向へ
送られる燃焼用空気を混合して空気比の高い淡混合気に
する第２混合部とが設けられると共に、上記第１混合部から上記第２混合部への混合気の吐出口
は、上記第１混合部の燃料ガスと燃焼用空気との吸入口
よりも、上記燃焼用空気の上流方向に設けられているこ
とを特徴とする燃焼装置。